经典力学中,物体的质量既不随位置的变化而变化,也不随速度的变化而变化。
但是基于相对论和其他物理原理,可推出物质的质量是变化的,当物体所处的惯性参照系静止时,它具有最小的质量m0,这个质量叫做静止质量。当物体以速度v相对某惯性系运动时,在这个惯性系观测它的质量为m= 。
4.质能关系
爱因斯坦对质量和能量给出了如下关系式:
E=mc2或ΔE=Δmc2。
三、时空弯曲
1.爱因斯坦认为加速运动和引力作用对轨迹的弯曲是等效的。如果加速能使光线弯曲,那么引力也能使光线弯曲。
2.按照广义相对论,光线在引力场中的弯曲可等效为空间本身被引力弯曲了。引力不但影响空间,还影响时间,此影响可描述为时空弯曲。
1.自主思考--判一判
(1)经典力学在任何情况下都适用。(×)
(2)时间延缓效应是说时钟走得慢了。(×)
(3)长度的收缩效应表明物体真实长度变小。(×)
(4)物体所含物质的多少会随速度的变化而变化。(×)
(5)爱因斯坦质能关系式E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比。(√)
(6)时空弯曲是在引力场或惯性系中产生的。(×)
2.合作探究--议一议
(1)如果你乘坐密闭的飞行器以接近于光速的速度沿直线匀速朝一星球飞行,在飞行器中你是否可以发觉自己乘坐的飞行器是在运动?
提示:不能。若飞行器在做匀速直线运动,即没有加速度,则在其内部的人就无法知道飞行器在移动。即使飞行器有窗户,从窗户向外看,看见某些东西在朝自己移动,但仍然不能确定飞行器在向着这些东西移动,还是这些东西在向着飞行器移动。
(2)如果我们在静止的空气中快速前进,就会感觉到有风迎面吹来,为什么?
提示:因为虽然空气相对于地面是静止的,但空气相对于正在前进的人却是运动的。
(3)在宇宙空间有的区域物质质量大、密度高,有的区域物质质量小、密度小,试问在哪个区域光线易发生弯曲?